基于动态渗透的雨水塘下渗设计及运行方法

发布时间：2019-09-07 18:47

【摘要】：针对上海世博城市最佳实践区北区的不透水景观水塘下渗改造,开展了雨水滞留下渗现场试验研究.改造前的试验表明,雨水下渗速率与雨水塘-地下水水位差呈线性关系;在改造后的雨水塘内开展试验,进一步验证了该结论,并确定了动态下渗速率.因此,提高塘内动态水位促进雨水下渗,有助于实现园区17.6mm雨水径流在3d内被下渗利用,达到国际绿色社区认证体系(LEED-ND)的铂金认证要求.
【图文】：

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应，北区３ｄ内的雨水收集利用量应满足９２９ｍ３，其中：北区可利用雨水量每天为８９ｍ３（包括绿化灌溉、冲厕、道路及广场冲洗、洗车用水），３ｄ利用水量为２６７ｍ３；因此还有６６２ｍ３雨水需要在３ｄ内就地下渗．２０１０年上海世博会期间，在城市最佳实践区的北区内设计展示了一个微缩版的成都活水公园案例，提出利用成都活水公园的水流循环系统蓄水，并将活水公园内的荷花池进行下渗改造，改造成雨水滞留塘，实现本区域收集的雨水在３ｄ内就地下渗，总体设计思路如图１所示，，其中：北区调蓄池、清水池的总容积２７４ｍ３，满足３ｄ内回用水量的蓄水要求；沉淀池、景观鱼眼、人工小溪、荷花池的总容积７０１ｍ３，满足３ｄ内下渗水量的蓄水要求，并最终通过荷花池就地下渗．图１城市最佳实践区北区雨水利用示意图Ｆｉｇ．１ＳｃｈｅｍｅｏｆｒａｉｎｆａｌｌｒｕｎｏｆｆｕｓｅａｎｄｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｉｎｎｏｒｔｈＵＢＰＡｏｆＳｈａｎｇｈａｉＷｏｒｌｄＥＸＰＯ２雨水塘下渗能力计算基本原理雨水渗透塘下渗能力计算公式可表示为Ｑ＝ｖＡ（１）式中：Ｑ为雨水下渗量；Ａ为雨水塘下渗接触面积；ｖ为雨水塘下渗速率，根据达西定律可表示为ｖ＝ｋＪ＝ｋＨ１－Ｈ２Ｌ（２）式中：ｋ为土壤介质的渗透系数；Ｊ为水力坡度；Ｈ１为雨水塘水位；Ｈ２为某一监测地点的地下水水位；Ｌ为雨水渗透塘与地下水水位监测点之间的距离（即对于Ｈ１，Ｈ２两点水头差的平面距离）．雨水下渗过程中，首先是垂向下渗至地下含水层，其次是在地下含水层中水平扩散．垂向下渗时，Ｈ

下渗,水位动态,雨水

）进行注水．需要说明的是，尽管两次试验的参数有所不同，通过计算出下渗有效接触面积，将下渗水量换算成单位面积的下渗速率，两次试验参数具有可比性．试验结果如图３ａ和图３ｂ所示．在注水量一定的条件下，圆筒内水位到达一定高度时，下渗水量和注水量相等，水位稳定在某一高度；随后停止注水，观察水位高度随时间的变化．第一次试验开始时的下渗起始水位高度为２．８４ｍ；第二次试验开始时，另外调换一台功率大的水泵，注水量加大，下渗试验起始水位高度增加至３．４５ｍ．从图３可以看出：圆筒内水位下降速率随时间逐渐减缓，并趋向于稳定．这一现象与圆筒内水位和地下水水位之间的水位差有关，试验初期，水位差大，下渗速率快；随着水位差的降低，下渗速度逐渐减缓；当圆筒内水位接近于地下水水位时，停止下渗．第一次试验时，９０ｍｉｎ后水位基本稳定在２．６５ｍ左右不再下降；第二次试验时，４５ｍｉｎ后水位稳定在２．９０ｍ左右不再下降．图３雨水塘改造前的现场下渗试验水位动态变化Ｆｉｇ．３Ｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｖａｒｉａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｉｍｅｂｅｆｏｒｅｒａｉｎｆａｌｌｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｐｏｎｄｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ根据式（１）计算出两阶段试验的动态下渗速率７３１
【作者单位】：同济大学环境科学与工程学院;
【基金】：国家水体污染控制与治理科技重大专项课题(2013ZX07304-002) 上海市研发基地建设项目(13DZ2251700) 上海市国际科技合作基金项目(13210701001)
【分类号】：TU992

【参考文献】